Durch die schräge Aufnahme erscheint die leicht angefaste Kante exzentrisch.
Beim Triebfräsen spanne ich immer ein längeres Stück des Rundstabs in den (nicht so guten) Teilkopf ein. Das zu fräsende Trieb wird möglichst nahe an der feststehenden Spitze des Reitstocks geführt.
Zitat von Enno im Beitrag #167Durch die schräge Aufnahme erscheint die leicht angefaste Kante exzentrisch.
Mir scheint, die schmalste Stelle der gegenüberliegenden Zähne ist tatsächlich deutlich unterschiedlich weit von der Bohrungswand weg.
Du machst dir über Jahre sehr viel Arbeit mit deiner Uhr, die doch am Ende gut werden soll. Ich glaube aber, dass bei der Zahnradfertigung noch zu viele prinzipielle Fehler drin sind, die durch eine andere Vorgehensweise ohne Mehraufwand vermieden werden könnten.
Wenn Du z.B. deinen Trieb mit einer sehr langen Welle einspannst, um die Auswirkung des Rundlauffehler deines Teilkopfs (0,3mm?) zu minimieren, dann ist vielleicht der Fehler kleiner, aber immer noch da und die Stabilität ist im Eimer, Deshalb wird die Oberfläche schlecht und dein Fräser, der vielleicht nicht ideal schneidet drückt den Trieb weg. Das Verfahren scheint mir nicht ideal.
Was sagte denn die Messuhr vor dem Fräsen über den Rundlauf des Rohteils? Misst Du sowas? Es wäre in meinen Augen eine gute Idee. Ein Messstativ und ein Puppitaster kosten gebraucht nicht viel und die einfache chinesische Ausführung ist schon halbwegs brauchbar.
An der Tatsache, dass dein Teilkopf eiert, kommt man nicht vorbei, aber eiernd, labberig fräsen ist nicht zwangsläufiges Schicksal. Du könntest z.B. das Futter jedesmal neu ausrichten. Das ist doch nur auf den Kopf geschraubt und kann seitlich verschoben werden. Mit endgültig eingespannter Triebwelle lockerst Du die Schrauben des Futters, klopfst ein wenig nach Messuhr, ziehst wieder fest und hast in 5 Minuten einen Trieb der vor dem Fräsen 1/100 Rundlauf hat. Dann macht das Fräsen auch Spaß.
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. Viele Grüße von Coloman, der natürlich nicht ich ist.
Über den Zustand meines Teilapparats hatte ich schon früher berichtet. (Exzentrisch, MK2-Bohrung nicht parallel zur Drehachse) Genau deshalb versuche ich mit dem eigenartigen Aufbau eine Neuanschaffung zu vermeiden. Das Futter auf dem Teiltisch habe ich bestmöglich ausgerichtet. Trotzdem eiert es um +/- 0,05 mm.
Ich messe nicht bei jedem eingespannten Rundstab erneut, da sich am Aufbau nichts ändert.
Die Genauigkeit meiner Maschinen und Vorrichtungen entspricht nicht den Anforderungen, die eine professionelle Verwendung erlauben würden. Der Titel meines Berichts hätte daher auch lauten können: "Wie man mit ungeeigneten Mitteln Material und Zeit verschleudern kann."
Egal, welchen Arbeitsgang ich angehe, ich stoße fast immer auf Probleme und Grenzen. Dadurch habe ich schon viele Bauteile mehrfach enfertigen müssen. Teilweise bringen kleine Veränderungen in der Technologie eine gewisse Verbesserung. Mein Uhrenbauprojekt bleibt trotzdem eine Herausforderung mit ungewissem Ausgang.
Nie würde ein Uhrmacher auf die Idee kommen, ein Bauteil mehrere Male umzuspannen. Er wird alle Arbeitsgänge in einer Einspannung auf einer Maschine ausführen. Das ist mir aber nicht möglich.
- Die Arbeitsgänge Drehen und Fräsen muss ich auf drei getrennten Maschinen erledigen. - Da meine Uhrmacherdrehhbank Runbdstäbe nur bis 6 mm Durchmesser spannen kann, kommt für etwas größere Rohmaterialien die kleine Mechanikerdrehbank zum Einsatz. - Diese habe ich zwar mit einem Spannzangenfutter ausgerüstet, aber das ermöglicht einen guten Rundlauf auch nur dann, wenn der Rundstabdurchmesser dem maximal spannbaren Durchmesser der Spannzange entspricht. Liegt der Werkstückdurchmesser nur einen halben Millimeter darunter, führt ein einziges Ausspannen automatisch dazu, dass das erneut gespannte Werkstück nicht mehr rund läuft. - Da meine Teilvorrichtung aufgrund von Rundlauf- und Achsenfehler nicht zum direkten Spannen von Werkstücken geeignet ist, wird die genaue Führung des Werkstücks beim Fräsen mit zusätzlichen Vorrichtungen vorgenommen. Für das Räderfräsen kommt eine Prismenführung zum Einsatz, beim Triebe fräsen ein Reitstock. - Für kleine Triebdurchmesser muss der Abstand zum Reitstock größer sein, damit der Zahnformfräser nicht die Reitstockspitze berührt. (Ich erwäge darum, die Spitze des Reitstocks seitlich abzufräsen.)
Mit diesen Prämissen habe ich meine Technologie entwickelt, die ich Euch heute ab Beispiel der Herstellung eines Triebs vorstellen möchte.
Mit Mechanikerdrehbank - Rundstab stirnseitig plan drehen, - Zentrierbohrung anbringen, - Stab auf Zahnspitzendurchmesser abdrehen, - Stab auf der Einspannseite dünner drehen, max. 6 mm Durchmesser (Freiraum für Zahnformfräser, Einspannzapfen für Weiterbearbeitung auf der Uhrmacherdrehbank).
- Stab in Dreibackenfutter der Teilvorrichtung so einspannen, dass Spitze des Reitstocks die Zentrierung und die Axialkräfte beim Fräsen übernimmt; (freie Einspannlänge des Werkstücks je nach Durchmesser zwischen 80 und 120 mm) - Zahnform fräsen
- Endstück mit Zentrierbohrung absägen - Rest des Rohstabs absägen.
Mit Uhrmacherdrehbank - Stirnseite des Triebs plan drehen, - Zentrierbohrung mit Bohrbrosche - Rundlauf beim Ansetzen einer Reitstockspitze prüfen; wenn schlecht, Ende absägen, neue Zentrierung - evtl. Zapfen für aufzunietendes Rad andrehen (Abstützung mit Spitze im Reitstock) - Wellenbohrung untermaßig mit Bohrbrosche
- evtl. Unterdrehung für späteres Vernieten mit Handstichel - Trieb mit Zugabe auf Endmaß absägen - andere Seite plan drehen
Das Trieb muss nun auf der anderen Seite plan gedreht werden. Hat es einen Zapfen für das Rad, kann dieser zum Einspannen verwendet werden.
Besitzt das Trieb keinen Zapfen, kommt das nächste Problem: Wie Einspannen? Die Zähne der Evolventenverzahnung sind außen flach. Ein nicht zu großes Trieb mit ausreichen vielen Zähnen lässt sich daher in der Spannzange befestigen.
Wie drehe ich ein Trieb, das nicht in der Spannzange gespannt werden kann? (Durchmesser zu groß, Zähnezahl zu gering) Das (schlechte) Ergebnis war kürzlich bei dem 7-Zähne-Trieb zu sehen.
Im Gehwerk sind die Triebe zum Glück größer. Das in diesem Beitrag gezeigte Trieb ist eines davon. Die erste Messung hat einen Rundlauffehler von nur 0,02 mm ergeben. Damit bin ich sehr zufrieden.
Das ist doch im Prinzip eine vernünftige Vorgehensweise und hat im gezeigten Beispiel ja auch gut funktioniert.
Zwei Vorschläge zur Verminderung der Ausschussquote :
Miss am Dreibackenfutter des Teilkopfes den Rundlauf und verbesser den gegebenenfalls wie auch immer auf ein paar 1/100. Alufolie beilegen, Ausprobieren, Beten, was weiss ich. Du kennst die Methode, während des Zuziehens auf einen Backen mit dem Gummihammer zu klopfen? (mit Messuhr) Noch einfacher geht es nimmer und manchmal reicht das schon. Je besser Du ausrichten kannst, umso kürzer darf dein Trieb werden und umso steifer wird das ganze beim Fräsen.
Dünne Räder auflacken und ausrichten. Wir hatten das schon. Spricht irgendwas dagegen?
. Viele Grüße von Coloman, der natürlich nicht ich ist.
#173 "Nie würde ein Uhrmacher auf die Idee kommen, ein Bauteil mehrere Male umzuspannen. Er wird alle Arbeitsgänge in einer Einspannung auf einer Maschine ausführen."
Wer schon einmal einen Konus drehen musste, hat sich schon geärgert und die Erfahrung gemacht, dass das Gegenstück dann nicht mehr passte.
Zitat von mikromeister im Beitrag #174 Du kennst die Methode, während des Zuziehens auf einen Backen mit dem Gummihammer zu klopfen? (mit Messuhr)
Nun kenne ich diese Methode. Danke für den Tipp.
Zitat von mikromeister im Beitrag #174Dünne Räder auflacken und ausrichten. Wir hatten das schon. Spricht irgendwas dagegen?
Dagegen spricht nichts, wenn die Größe geeignet ist. Dazu hatte ich mich ja schon geäußert. Ein Trieb mit 3 mm Durchmesser und 11 mm Länge müsste ich zum Ab-/Plandrehen wohl in eine genau passende Bohrung einlacken.
Die Räder sind ja nun rohbaulich fertig. Auf die komme ich (hoffentlich nicht) zurück, wenn sich beim Eingrifftest Probleme zeigen und ich sie erneut anfertigen muss.
Die Ursache der Ungenauigkeit bei den Dreibackenfutter kann an kleine Späne zwischen Spannbacken und dem spiralartigen Plangewinde liegen. Meine Dreibackenfutter sind genau und wenn ich mich mal wieder um die Genauigkeit meiner Drehteile ärgere, wird wieder eine Reinigung fällig. Alles wird zerlegt gereinigt und dann hält dies wieder einige Monaten. Verschleiß haben diese Dreibackenfutter, bei aller Gewalt mit der man damit umgeht, absolut keine. Eben hochfester Stahl.
Ein 3-Backenfutter läuft nie zuverlässig rund. Wohl mag ein sehr gutes Futter einen typischen Fehler im Bereich weniger Hundertstel haben, ein billiges Futter wie das von Enno, das auch noch unrund montiert ist, spannt absolut unzuverlässig. Das ist ein Sytemfehler und kann durch Putzen nicht behoben werden.
. Viele Grüße von Coloman, der natürlich nicht ich ist.
Inzwischen habe ich die Stirnfläche des Triebs geschliffen. Nun ist deutlich erkennbar, dass die Stärke zwischen Wellenbohrung und Zahngrund tatsächlich ungleichmäßig ist.
Nachteil ist bei kleinen Trieben, dass der Anstand zur Reitstockspitze größer sein muss. Dadurch wird der Rundlauffehler des Dreibackenfutters stärker wirksam. Für die gößeren Triebe ist dieser Einfluss geringer, weil sie unmittelbar an der Spitze geführt werden können. Außerdem habe ich den Aufbau noch so weit auseinander gezogen, wie es der Frästisch ermöglicht.
Übrigens wollte ich ursprünglich nicht das Dreibackenfutter zum Spannen des Stabs verwenden, sondern ein Präzisions-Bohrfutter mit Morsekegel. Das wurde jedoch unmöglich, weil die Kegelbohrung im Teiltisch nicht achsparallel ist.
Die Triebe und Wellen habe ich aus der Legierung 1.2210 ("Silberstahl") hergestellt. Für die Wärmebehandlung fand ich diese Angaben:
Weichglühen: 710–750 °C, 2–5 h, Ofen Spannungsarmglühen: 600–650 °C, 2 h, Ofen Härten: 760-810 °C, Kurve A, Wasser, Öl 810–840 °C Anlassen: 180–250 °C 1 h je 20 mm; min. 2 h ruhige Luft
Das Weichglühen über mehrere Stunden ist mit Haushaltsmitteln nicht möglich. Irgendwo fand ich den Hinweis, dass die angebotenen Silberstahlstäbe bereits weichgeglüht sind. Solche Information konnte ich zu den durch mich gekauften Stäben nicht finden. Da die Bearbeitung so einfach möglich war, gehe ich davon aus, dass mein Material auch bereits weich geglüht war.
Für das Härten kleiner Teile wird eine Temperatur von 810 bis 840 °C und das Abschrecken in Öl empfohlen. Das habe ich zunächst an einem Probestück getestet. Eine spürbare Härtung war nicht erfolgt.
Erst bei einer Glühtemperatur von 900 °C war das Ergebnis positiv: Ein 2 mm-Stab war noch etwas elastisch, brach aber bei stärkerer Biegung.
So härtete ich nun alle Triebe, Wellen und einige Kleinteile. Anschließend wurden sie im Backofen bei 100 °C zwei Stunden lang angelassen.
Vor der Weiterbearbeitung müsste ich nun die Ölkohle von der Oberfläche entfernen. Eine rotierende Mini-Drahtbürste konnte die Schicht nur verschmieren. Gibt es eine Möglichkeit, diese Schicht mittels Säure oder Lauge abzubeizen? Ich habe dabei ein ungutes Gefühl, weil Chemikalien die Materialeigenschaften der Oberfläche negativ verändern können.
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09.03.2020 09:30
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